Modularização. Prof. Antonio Almeida de Barros Junior

Transcrição

1 Modularização Prof. Antonio Almeida de Barros Junior 1

2 Modularização A modularização consiste em decompor um programa em uma série de subprogramas individuais; Trata-se de um método utilizado para facilitar a construção de grandes programas, através de sua divisão em pequenas etapas (dividir para conquistar), que são os módulos ou subprogramas; A primeira delas, por onde começa a execução do trabalho, recebe o nome de programa principal, e as outras são os subprogramas propriamente ditos, que são executados sempre que ocorre uma chamada dos mesmos, o que é feito através da especificação de seus nomes. 2

3 Modularização A modularização permite o reuso de partes do programa num mesmo programa ou mesmo em novos programas. Exemplo: Imagine um trecho de programa que verifica se uma data é valida ou não. Este módulo pode ser usado várias vezes num mesmo programa que leia várias datas diferentes e pode ser reaproveitado em novos programas que serão escritos. Outras conseqüências positivas do uso de modularização é o aumento de clareza e concisão do programa, pois o comprimento do programa diminui com o uso de módulos. Em Pascal existem dois tipos de módulos de programas: Procedimentos; Funções. 3

4 Modularização Vantagens da utilização de subprogramas: Economia de código: escreve-se menos; Desenvolvimento modularizado: pensa-se no algoritmo por partes; Facilidade de depuração (correção/acompanhamento): é mais fácil corrigir/detectar um erro apenas uma vez do que dez vezes; Facilidade de alteração do código: se é preciso alterar, altera-se apenas uma vez; Generalidade de código com o uso de parâmetros: escreve-se algoritmos para situações genéricas. 4

5 Modularização Procedimentos Um subprograma do tipo PROCEDIMENTO é, na realidade, um programa com vida própria, mas que, para ser processado, tem que ser solicitado pelo programa principal que o contém, ou por outro subprograma, ou por ele mesmo. Declaração: procedure nome; {declaração dos objetos (constantes, variáveis, etc.) locais ao procedimento} {comandos do procedimento} end; 5

6 Procedimentos - Exemplo Exemplo 1: O programa abaixo calcula a média aritmética entre duas notas, sem o uso de procedimentos. program CALCULA_MEDIA; {sem o uso de procedimentos} var NOTA1,NOTA2,MEDIA : real; {lê as notas} write('digite a primeira nota: '); readln(nota1); write('digite a segunda nota: '); readln(nota2); {calcula a media} MEDIA := (NOTA1 + NOTA2) / 2; {escreve o resultado} writeln('media = ',MEDIA,4:1) end. 6

7 Procedimentos - Exemplo Exemplo 2: Agora, o mesmo programa, utilizando um procedimento. program CALCULA_MEDIA; {usando procedimento} var NOTA1,NOTA2,MEDIA : real; { declaração do procedimento } procedure LER_NOTAS; write('digite a primeira nota: '); readln(nota1); write('digite a segunda nota: '); readln(nota2); end; end. { programa principal } LER_NOTAS; {ativação do procedimento LER_NOTAS} MEDIA := (NOTA1 + NOTA2) / 2; {calcula a media} Writeln('Media = ',MEDIA,4:1) {escreve o resultado} 7

8 Modularização Funções As funções, embora bastante semelhantes aos procedimentos, têm a característica especial de retornar ao programa que as chamou um valor associado ao nome da função. Esta característica permite uma analogia com o conceito de função da Matemática. Declaração: function nome: tipo; declaração dos objetos locais à função comandos da função; end; Onde: nome é o identificador associado à função; e tipo é o tipo da função, ou seja, o tipo do valor de retorno. 8

9 Funções - Exemplo Exemplo 1: O programa abaixo calcula a média dos elementos de um vetor, sem uso de procedimentos ou funções. program SOMA_VETOR; {sem o uso de procedimentos ou funções} const N = 30; var VETOR: array[1..n] of integer; I,SOMA,MEDIA: integer; {lê os valores do vetor} for I:=1 to N do readln(vetor[i]); {calcula a media} SOMA := 0; for I:=1 to N do SOMA := SOMA + VETOR[I]; MEDIA := SOMA div N; {escreve o resultado} writeln(media); end. 9

10 Funções - Exemplo Exemplo 2: Agora, o mesmo programa, utilizando um função. program SOMA_VETOR; {usando uma função e um procedimento} const N = 30; var VETOR: array[1..n] of integer; { declaração do procedimento } procedure LER_DADOS; var I: integer; for I := 1 to N do readln(vetor[i]); end; { declaração da função } function MEDIA: integer; var I, SOMA: integer; SOMA := 0; for I := 1 to N do SOMA := SOMA + VETOR[I]; MEDIA := SOMA div N; end; { programa principal } LER_DADOS; {ativa o procedimento LER_DADOS} writeln(media); {escreve o resultado, chamando a função MEDIA} end. 10

11 Escopo de Variáveis Variáveis podem ser declaradas no programa principal e nos subprogramas; Uma variável declarada no programa principal é chamada de variável global aos subprogramas; Uma variável declarada em um subprograma é chamada de variável local ao procedimento; É importante ressaltar que uma variável I declarada no procedimento é diferente de uma variável I declarada em uma função, embora possuam o mesmo identificador. 11

12 Escopo de Variáveis O uso de variáveis globais dentro de procedimentos e funções serve para implementar um mecanismo de transmissão de informações de um nível mais externo para um mais interno; As variáveis locais dos procedimentos e funções são criadas e alocadas quando da sua ativação e automaticamente liberadas quando do seu término. A utilização de variáveis globais não constitui, no entanto, uma boa prática de programação. Assim, todos os subprogramas devem apenas utilizar as variáveis locais, conhecidas dentro dos mesmos, e a transmissão de informações para dentro e fora dos subprogramas deve ser feita através dos parâmetros. 12

13 Escopo de Variáveis - Parâmetros A passagem de parâmetros formaliza a comunicação entre os módulos; Permite que um módulo seja utilizado com operandos diferentes, dependendo do que se deseja do mesmo; Modos de passagem de parâmetro: Por valor; Por referência; 13

14 Escopo de Variáveis - Parâmetros Passagem de parâmetros por valor: As alterações feitas nos parâmetros formais, dentro do subprograma, não se refletem nos parâmetros reais. O valor do parâmetro real é copiado no parâmetro formal, na chamada do subprograma. Assim, quando a passagem é por valor, isto significa que o parâmetro é de entrada. 14

15 Escopo de Variáveis - Parâmetros Passagem de parâmetros por referência: Toda alteração feita num parâmetro formal corresponde a mesma alteração feita no seu parâmetro real associado. Assim, quando a passagem é por referência, isto significa que o parâmetro é de entrada-saída. 15

16 Escopo de Variáveis - Parâmetros Na linguagem Pascal, a declaração dos procedimentos e funções com parâmetros deve vir entre parênteses e cada parâmetro deve ter o seu tipo especificado. A forma geral é: procedure nome (lista de parâmetros formais) function nome (lista de parâmetros formais): tipo A lista de parâmetros formais tem a seguinte forma: parâmetro1: tipo; parâmetro2: tipo;...; parâmetro n: tipo 16

17 Escopo de Variáveis - Parâmetros Exemplos da lista de parâmetros: procedure PROC (X, Y, Z: integer; K: real); function FUNC (A, B: real; C: string): integer; Na forma apresentada, a passagem dos parâmetros será por valor. Para se utilizar a passagem por referência, deve-se acrescentar a palavra VAR antes do nome do parâmetro. Exemplo: procedure PROC(A: integer; var B, C: integer); 17

18 Escopo de Variáveis - Parâmetros Na chamada de procedimentos ou funções utilizando parâmetros, devemos acrescentar após o nome do procedimento ou função uma lista de parâmetros reais (de chamada), os quais devem ser do mesmo tipo e quantidade dos parâmetros formais declarados. O exemplo a seguir demonstra a diferença entre a passagem de parâmetros por referência e a passagem de parâmetros por valor. 18

19 Escopo de Variáveis - Parâmetros program EXEMPLO_PASSAGEM_PARAMETROS; var N1, N2 : integer; procedure PROC(X: integer; var Y: integer); X := 1; Y := 1; end; N1:=0; N2:=0; PROC(N1,N2); writeln(n1); {será exibido o valor 0} writeln(n2); (será exibido o valor 1} end. 19

20 Procedimentos - Exemplo Escrever um procedimento chamado DOBRA que multiplique um número inteiro (recebido como parâmetro) por 2. Escrever um programa para ler um valor inteiro e, utilizando o procedimento DOBRA, calcular e exibir o dobro do mesmo. program CALCULA_DOBRO; var X: integer; procedure DOBRA (var NUM: integer); NUM := NUM * 2 end; readln(x); DOBRA(X); writeln(x); end. 20

21 Procedimentos - Exemplo Escrever uma função chamada MAIOR que receba dois números inteiros e retorne o maior deles. Escrever um programa para ler dois números inteiros e, utilizando a função MAIOR, calcular e exibir o maior valor entre os números lidos. program CALCULA_MAIOR; var X, Y, M: integer; function MAIOR (NUM1, NUM2: integer): integer; if NUM1 > NUM2 then MAIOR := NUM1 else MAIOR := NUM2; end; readln(x,y); M := MAIOR(X,Y); writeln(m); end. 21

22 Procedimentos - Exemplo Exemplo: Escreva um procedimento que receba uma string S e converta o mesmo para letras maiúsculas. procedure MAIUSC (var S: string); var I, TAM: byte; TAM := length(s); for I := 1 to TAM do S[I] := upcase(s[i]); end; 22

23 Recursividade Existem casos em que um procedimento ou função chama a si próprio. Dizse então que o procedimento ou função é recursivo. Trata-se de técnicas de programação que permite funções chamarem a si mesmas. Aplicada sobre problemas que requerem que os mesmos passos sejam executados diversas vezes. Deve-se ter o cuidado com repetição infinita. 23

24 Recursividade Exemplo: O fatorial de um número n pode ser definido recursivamente, ou seja: n! n (n 1 1)! se n 0 se n 0 FAT(5) = 5 x 4 x 3 x 2 x 1 FAT(4) = 4 x 3 x 2 x 1 FAT(3) = 3 x 2 x 1 FAT(2) = 2 x 1 FAT(1) = 1 FAT(0) = 1 FAT(5) = 5 x FAT(4) FAT(4) = 4 x FAT(3) FAT(3) = 3 x FAT(2) FAT(2) = 2 x FAT(1) FAT(1) = 1 x FAT(0) FAT(0) = 1 Condição de parada. 24

25 Procedimentos - Exemplo Dessa forma, pode-se escrever uma função recursiva em Pascal que traduz esta definição matemática: function FAT(n: integer): integer; if n = 0 then FAT := 1 else FAT := N * FAT(N-1); end; 25

26 Exercícios Exercícios: Página Escreva um procedimento que receba uma string S e um inteiro positivo N e exiba a string S por N vezes seguidas na tela. 10. Escreva uma função chamada CUBO que receba um valor do tipo real e retorne a potência elevado a 3 do mesmo. 11. Escreva um procedimento chamado TROCA que receba duas variáveis inteiras (X e Y) e troque o conteúdo entre elas; 12. Escreva uma função que receba uma string S e retorne o número de espaços existentes na mesma. 13. Escreva uma função que receba uma string S e um valor inteiro N e retorne os N primeiros caracteres da string S. 14. Escreva um procedimento chamado SINAL que receba como parâmetro um valor N inteiro e escreva a palavra POSITIVO se N for um número maior que zero, NEGATIVO se N for menor que zero, ou ZERO se N for igual a zero. 15. Escreva um programa que leia um número inteiro e, usando o procedimento SINAL (criado na questão anterior), mostre se ele é maior, menor ou igual a zero. 16. Escreva um procedimento chamado METADE que divida um valor do tipo real (passado como parâmetro) pela metade. 26

27 Exercícios Exercícios: Página Escreva um programa que leia um vetor A de 30 elementos reais e, usando o procedimento METADE (criado na questão anterior), divida todos seus elementos pela metade. 18. Escreva uma função chamada MEDIA que retorne a média aritmética de três valores reais (X, Y e Z) passados como parâmetros. 19. Escreva um programa que, para um número indeterminado de alunos, faça para cada uma deles: ler o nome e as três notas do aluno (a leitura do nome FIM indica o fim dos dados - flag); calcular a média do aluno (usando a função MEDIA criada na questão anterior); exibir o nome e a média do aluno. 28. Escrever um procedimento para leitura de um valor inteiro entre 1 e 100. Se o usuário fornecer um valor fora desta faixa, deve-se repetir o processo até que seja fornecido um valor válido. 29. Fazer um programa para ler duas matrizes e apresentar a soma. Utilize subprogramas (procedimentos e/ou funções) para ler, somar e escrever as matrizes. 27

28 Exercícios Exercícios: Página Leia 50 valores do tipo (nome, P1, P2, Nota_trabalhos, Percentual_de_presença), e determine quantos alunos foram aprovados e quantos foram reprovados. Para aprovação é preciso ter média maior ou igual a 6 e 75% de presença. A média é calculada pela expressão: Media = (P1 + P2) * 70% + Nota_trabalhos * 30%. Use uma função para calcular a média. Utilize pelo menos um procedimento ou função. 28